32典型活塞式制冷机组的自动控制.doc

3.2 典型活塞式制冷机组的自动控制 活塞式制冷系统作为一种传统的机型，仍被广泛地应用。目前有许多机型，包括各种冷水机组、各种冷库，仍使用常规仪表进行控制，而新型的、先进的活塞式制冷系统则采用可编程控制器和专用单片机进行控制，变频压缩机、电子膨胀阀，自适应控制和模糊控制等先进的控制方法被采用，大大提高了机组运行的效率和控制精度。本节介绍空调用制冷装置和冷库用氨制冷装置的自动控制基本方法，通过学习熟悉活塞式制冷装置所采用的控制方法。 3.2.1 空调用制冷装置的自动控制 中小型空调用制冷装置的制冷系统，所用的压缩机一般没有卸载装置，风机也不变速。系统主要包括能量调节系统和安全保护系统。如图3—1为空调用用制冷装置的控制系统。 图3—1 空调用制冷装置的控制系统 S1、S2—电磁阀 TE—外平衡热力膨胀阀 T—注液阀 CPC—旁通能量调节阀 CPR—恒压调节阀 NRV—止回阀 KP75—温度控制器 KPl5—高低压控制器 MP55—油压差控制器 SGI—视液镜 CPT—温度式蒸发压力调节器 一、能量调节系统 外界新风温度的高低和系统内本身负荷的大小，是空调系统的主要负荷干扰，为提高控制精度，使系统的制冷量能够更好地与需要的热负荷相匹配，系统除了进行常规的能量调节外，还增加了一些特殊的调节方法，包括采用专用的温度式蒸发压力调节器，通过对新风温度的信号的采集，来控制流过蒸发器的制冷的流量，从而实现制冷量和负荷的匹配。 1．压缩机能量调节 使用旁通调节阀CPC，通过制冷剂在压缩机出口的旁通，减小有效制冷量，提高压缩机的吸气压力，使系统的制冷量能够与较小的热负荷相匹配。 2．新风补偿调节 使用温度式蒸发压力调节器CPT，结构见图3—2，新风温度发出信号，若新风温度变化，则调节阀的开度变化，引起蒸发压力与吸气压力的变化，使压缩机冷量与蒸发器相匹配。 图3—2 3．送风温度调节 使用温度控制器KP75控制压缩机起停，送风温度发出信号，双位控制器控制压缩机的起停，使送风温度稳定在设定的上下限范围内。 4．冷凝压力调节 使用恒压调节阀CPR和旁通能量???节阀CPC，通过调节恒压阀的开度，来调节冷凝器中制冷剂的液面高度，从而调节有效冷凝面积，控制冷凝压力维持在设定的范围内。旁通阀根据贮液器的压力控制开度，保持储液器的压力维持在一定值上。 二、安全保护系统 为使机组正常工作，机组中采用了一些必要的保护措施，常用的有高低压压力保护，油压保护，压缩机过热过电流保护等。 1．高低压压力保护 高低压压力控制器，控制吸、排气压力，防止其过低或过高。 2．油压保护 使用油压差控制器，控制润滑油的压力稳定，保证压缩机的正常润滑。 3．压缩机高温保护 与旁通能量调节阀配套使用，一旦发生压缩机排气高温，则通过连接在冷凝器出口的注液阀向压缩机吸气口喷夜，以降低压缩机的排气温度。 或者使用压缩机过热保护器,当压缩机过热时保护器动作，压缩机停止工作。 三、自动控制模式 目前新型的空调用活塞式冷水机组，在家用中央空调和商用中央空调系统中应用比较广泛，而先进控制方法的采用，大大提高了机组运行的效率和控制精度。下面以特灵CGAR1505型风冷热泵冷水机组为例说明其控制模式。 1．制冷系统流程 图3—3所示为该冷水机的制冷系统流程图， 2．制冷流程控制模式 3—4 制冷流程控制模式 3．制热流程控制模式 图3—5 制热流程控制模式 3.2.2 氨制冷装置的自动控制 图3—6是以氨作为制冷剂的冷藏库的制冷系统原理图。调节系统包括能量调节系统、安全保护系统等。 一、能量调节系统 为所需要的热负荷与机组的制冷量相匹配，就要进行压缩机的能量调节。 压力控制器—电磁阀式能量调节 凡是本身带有自动卸载机构的制冷压缩机，均有条件采用压力控制器—电磁阀式来进行系统能量调节。 图3—6为一台八缸压缩机采用本方案作能量调节的原理图。压缩机的每两个气缸为一组，由一套卸载机构控制。卸载机构的油缸驱动气缸外侧的拉杆。其原理是：当油缸有油压时驱动拉杆，压下吸气阀片，该组气缸工作；当油缸泄压，则吸气阀片由弹簧自动顶开，成空行程，该组气缸卸载。在图3—6中仅示出了推动卸载机构的油缸，其余部分省略。该压缩机有两组气缸为基本工作缸(Ⅰ组，Ⅱ组)，在运行时不能调节；中间两组(Ⅲ组，Ⅳ组)调节气缸分别由压力控制器SP3，SP4控制；这两只吸气压力控制器的差动值为0.04—0.05MPa，其接通压力与断开压力值如表3—1所示，其中SP4为高负荷压力控制器，其接通压力按最高蒸发压力(温度)调定。两只压力控制器定值压力差0.01～0.02MPa。其能量调节范围八缸工作时为100%，六缸为75%，四缸为50%；基本工作缸Ⅰ、Ⅱ两组卸载机构的压力油缸直接与油泵出口相通，压缩机刚启动时，油压尚未建立，油缸无油压，气